地表基質層指當前出露于地球陸域地表淺部或水域水體底部，主要由天然物質經自然作用形成，正在或可以孕育和支撐森林、草原、水等各類自然資源的基礎物質，是地球多圈層交互最為頻密的空間，也是維系地球生態系統功能，促進人與自然和諧共生的物質基礎。

2020年1月，自然資源部出臺的《自然資源調查監測體系構建總體方案》首次提出地表基質概念，明確構建自然資源立體時空模型，對地表基質層、地表覆蓋層和管理層數據統一組織，通過坐標與地下資源層建立聯系，支撐自然資源精細化綜合管理。這是我國自然資源綜合調查業務體系重構中的一個重要創新，既體現了自然資源部相關部門在構建新時代自然資源統一調查業務體系、支撐服務自然資源部自然資源“兩統一”職能上所具有的前瞻性、戰略性和系統性視野，也體現了對新時代生態文明建設思想、“山水林田湖草是一個生命共同體”理念和自然資源科學規律的深刻認識和全面理解。

圖片來源：自然資源部《自然資源調查監測體系構建總體方案》

數據模型是自然資源三維立體時空數據庫建設的關鍵。地表基質層作為自然資源調查監測成果分層中的重要一層，為達到自然資源地表基質層調查成果效益最大化，可構建地表基質層立體時空數據模型，將數據模型與調查屬性綁定，預測地表基質層變化情況及發展趨勢，綜合分析自然資源、生態環境與區域高質量發展整體情況，推動成果數據共享應用，提升服務效能。

地表基質層特點

地表基質層的范圍覆蓋固體地球表面，包括陸域和海域全部國土空間，由4類3級分級體系構成，其中一級類劃分為巖石、礫質、土質、泥質4類不同類型，二級類劃分為14類，地表基質層內存在的水、有機質、生物、微生物等附屬物質及其物理化學性質，亦是地表基質調查的重要內容。由于地表基質層的本身特性，地表基質層各組成地層較薄，層序不明顯，其可視化具有一定的難度。此外，地表基質層位于地表覆蓋層之下，對自然資源整體保護、系統修復以及綜合治理都至關重要，需要結合地表地形、建筑物等進行一體化融合展示分析，輔助自然資源科學管理與國土空間統一規劃。

地表基質層概念示意圖

地表基質層三維建模工具

針對地表基質層地層超薄、層序不明顯、可視化困難的特點，中地數碼研發了專門服務于地表基質三維建模工作的專業工具軟件——MapGIS地表基質建模工具，建模工具集數據導入、數據處理、數據檢查、模型構建、高效可視化、三維分析、成果輸出、用戶協同于一體，實現了復雜地質體形態、地質構造的高效表達，為地質模型數字化和可視化提供有力支撐。針對地表基質層調查過程中產生的地質鉆孔、地質剖面、高程點、基巖埋深等值線、基巖出露區、基巖出露區等高線等多源地質數據，提供一系列的建模工具，可根據實際數據情況及建模精度要求選擇合適的建模方法，輔助用戶快速構建三維地質模型，實現地表基質的物質成分類型、含量、質量及其存在狀態的可視化表達。

● 地表基質層結構模型自動構建——高效率建模

根據用戶提供的地質數據，逐層構建地表基質層三維地質體模型，每一層地層依據專家經驗單獨選擇不同建模方法構建地質體，多層地質體構成地質模型。地質圖、地形數據、鉆孔數據、剖面數據、地球物理數據等任意數據均可參與建模，模型成果能夠準確表達地表基質層土體類型、成土母質、土體顏色、風化殼結構、巖石產狀。

含透鏡體、尖滅的三維地表基質層模型成果圖

●?地表基質層結構模型交互構建——高精度建模

采用“分而治之”的思想，對地質體建模中每個單元采用人機交互的建模方法，將地質專家的認識充分融入建模過程，最后完成所有單元的地質模型的合并，完整表達褶皺、斷層、溶洞等各種復雜地質構造。

含褶皺、斷層構造的結構模型成果圖

●?地表基質層網格剖分屬性建?！硎隹臻g屬性

網格剖分屬性建模用于地質體內物理、化學屬性值和其它地質參數的三維空間分布規則化建模?；诘乇砘|層三維地質結構模型進行網格剖分，支持百億級多精度網格的快速剖分和高效渲染，結合MapGIS精準高效的并行插值方法，實現屬性模型快速構建，表述空間分布特征、物理特征、化學特征、成分特征、生物特征等地表基質基本屬性特征指標，例如不同元素或化合物分布及含量、土體物理性質（滲透性、膨脹性、壓塑性）、地下水、有機質、生物、微生物等，支撐地球物理、地球化學、地質環境等領域的三維空間屬性研究。

網格剖分

屬性模型

針對構建的地表基質層三維模型，支持進行模型融合展示與分析，了解地表基質層含水特征、景觀屬性、氣候或氣象特征、生態屬性、變化趨勢等，掌握人類活動、自然變化對地表基質層、地表覆蓋層的影響制約因素。其成果可以為自然資源管理、生態環境保護修復、農林牧業生產、健康中國建設、碳儲碳匯潛力等提供服務，為科學決策和嚴格管理提供依據。

地表基質層調查是自然資源調查監測工作的新領域，其工作標準、工作方法、工作內容等均需要開拓創新，調查成果表達難，表達內容、表達形式、為誰服務等系列問題有待解決。中地數碼多年來在地質信息化領域不斷鉆研精進，沉淀積累了一系列建模方法，不斷將地質信息化 科技 成果轉化為實際應用助力地質行業實踐。地表基質層信息化建設是一個全新的挑戰，中地數碼將在以往的實踐基礎上不斷進行技術創新，數字賦能，匹配最適合地表基質層三維可視化的建模方法，助力其數據與成果提升我國自然資源管理能力和國土空間整體規劃科學水平，支撐解決制約生態環境修改治理關鍵問題。